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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL (42002010055P8)
Educação Presencial
PREPARAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE RESÍDUOS VEGETAIS PARA A ADSORÇÃO DE ÁCIDO 2,4 DICLOROFENOXIACÉTICO (2,4-D), ATRAZINA E CETOPROFENO DE SOLUÇÕES AQUOSAS
YAMIL LUCAS DE OLIVEIRA SALOMON
TESE
25/10/2024

Este trabalho propõe o uso da técnica de adsorção para a remoção de poluentes emergentes, comumente encontrados dissolvidos nas águas e esgotos, como é o caso de herbicidas e produtos farmacêuticos. Nesse sentido, os adsorventes obtidos foram preparados a partir do carvão ativado de resíduos vegetais, como o endocarpo da palmeira rainha (Syagrus romanzoffiana) para a remoção de 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), o fruto do guapuruvu (Schizolobium parahyba) para a remoção da atrazina e as sementes do caqui (Diospyros kaki) para a remoção de cetoprofeno. Os adsorventes foram denominados carvão ativado do endocarpo da palmeira rainha (QPPAC), carvão ativado da semente do caqui (PSAC) e carvão ativado do fruto do guapuruvu (GFRAC). De modo geral, as superfícies dos materiais apresentaram porosidade e alta área superficial, favorecendo a adsorção. Os valores da área superficial dos adsorventes foram de 782 mg2 g-1 (QPPAC), 1067 m2 g-1 (PSAC) e 981 mg2 g-1 (CAFG). Para o adsorvente QPPAC foram obtidos o pH ideal = 2 e a melhor dosagem de 0,5 g L-1 (remoção de 95,4%). Para o adsorvente PSAC, o pH = 7,0 e a dosagem de 0,43 g L-1 (remoção de 77 %), com capacidade de adsorção de 91 mg g-1. No GFRAC, as moléculas aderiram melhor à superfície do adsorvente em condições ácidas (pH = 2), resultando em uma dosagem ideal de 0,7 g L-1. Os modelos cinéticos que melhores se ajustaram aos dados foram o modelo de pseudosegunda ordem (QPPAC), o modelo LDF (PSAC) e o modelo de ordem geral (GFRAC). Para descrever os dados de equilíbrio, os modelos mais adequados foram o modelo de Langmuir, Freundlich e Tóth para os adsorventes QPPAC, PSAC e GFRAC, respectivamente. As capacidades máximas foram de 367,77 mg g-1 para o QPPAC, 211,5 mg g -1 para o PSAC e 229 mg g-1 para o GFRAC. Os estudos termodinâmicos apresentaram processo endotérmico e natureza espontânea para os materiais. Estudos de regeneração foram realizados e a capacidade de adsorção do QPPAC se manteve durante 7 ciclos. Para o estudo de dessorção com o GFRAC, a capacidade de adsorção aumenta até o 5º ciclo e depois diminui até que a adsorção não ocorra além do 12º ciclo. Também foi realizado estudo para avaliar o desempenho do adsorvente PSAC a partir de uma amostra do rio Jacuí contendo atrazina e os resultados apresentaram uma eficiência de remoção de 85%. Por fim, o tratamento de efluente simulado com o material GFRAC apresentou uma eficiência de 90% de remoção de efluente contendo cetoprofeno, ibuprofeno e sais. Desse modo, o carvão ativado preparado dos adsorventes QPPAC, PSAC e GFRAC mostraram-se materiais eficazes na remoção de herbicidas e produtos farmacêuticos em águas residuais.

Adsorção;Carvão Ativado;Resíduos Vegetais;Poluentes Emergentes
This study proposes the use of adsorption techniques for the removal of emerging pollutants commonly found dissolved in water and sewage, such as herbicides and pharmaceutical products. In this context, the adsorbents were prepared from activated carbon derived from plant residues, specifically the endocarp of the queen palm (Syagrus romanzoffiana) for the removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), the fruit of guapuruvu (Schizolobium parahyba) for the removal of atrazine, and the seeds of persimmon (Diospyros kaki) for the removal of ketoprofen. The adsorbents were named activated carbon from the endocarp of the queen palm (QPPAC), activated carbon from persimmon seeds (PSAC), and activated carbon from the fruit of guapuruvu (GFRAC). In general, the surfaces of the materials exhibited porosity and high surface area, favoring adsorption. The surface area values of the adsorbents were 782 m² g-1 (QPPAC), 1067 m² g-1 (PSAC), and 981 m² g-1 (GFRAC). For the QPPAC adsorbent, the optimal pH was found to be 2 with a dosage of 0.5 g L-1, achieving a removal efficiency of 95.4%. For the PSAC adsorbent, the optimal pH was 7.0 with a dosage of 0.43 g L-1, resulting in a 77% removal efficiency and an adsorption capacity of 91 mg g-1. In the case of GFRAC, the molecules adhered better to the adsorbent's surface under acidic conditions (pH = 2), resulting in an ideal dosage of 0.7 g L-1. The kinetic models that best fitted the data were the pseudo-second order model for QPPAC, the LDF model for PSAC, and the general order model for GFRAC. To describe the equilibrium data, the most suitable models were the Langmuir, Freundlich, and Tóth models for the adsorbents QPPAC, PSAC, and GFRAC, respectively. The maximum adsorption capacities were 367.77 mg g-1 for QPPAC, 211.5 mg g-1 for PSAC, and 229 mg g-1 for GFRAC. The thermodynamic studies indicated an endothermic process and spontaneous nature for the materials. Regeneration studies were conducted, and the adsorption capacity of QPPAC was maintained over 7 cycles. For the desorption study with GFRAC, the adsorption capacity increased until the 5th cycle and then decreased until no adsorption occurred after the 12th cycle. A study was also conducted to evaluate the performance of the PSAC adsorbent using a sample from the Jacuí River containing atrazine, yielding a removal efficiency of 85%. Finally, the treatment of simulated effluent with the GFRAC material showed an efficiency of 90% in removing effluent containing ketoprofen, ibuprofen, and salts. Thus, the activated carbons prepared from the adsorbents QPPAC, PSAC and GFRAC proved to be effective materials for the removal of herbicides and pharmaceutical products in wastewater.
Adsorption;Activated carbono;Vegetable Wastes;Emerging Pollutants
1
191
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
O trabalho possui divulgação autorizada
Tese_PPGEAmb_UFSM_2024_YAMIL_LUCAS_DE_OLIVEIRA_SALOMÓN.pdf

Contexto

RECURSOS HÍDRICOS E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS
SANEAMENTO AMBIENTAL
Desenvolvimento de materiais, aproveitamento e transformação de resíduos

Banca Examinadora

DANIEL GUSTAVO ALLASIA PICCILLI
DOCENTE -
Sim
Nome Categoria
DANIEL GUSTAVO ALLASIA PICCILLI
TITO ROBERTO SANT ANNA CADAVAL JUNIOR Participante Externo
JIVAGO SCHUMACHER DE OLIVEIRA Participante Externo
EVANDRO STOFFELS MALLMANN Participante Externo
ELVIS CARISSIMI

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 49

Vínculo

Colaborador
Outros
Ensino e Pesquisa
Sim
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